[其他]單片微機分布控制式時分多路復用器

無效

• 申請號: 87104733
• 申請日: 1987-07-04
• 公開（公告）號: CN87104733A
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發明（設計）人: 鄭奇寶;趙景硅;童德莊;張嘉華;謝采娣;陳冰如
• 申請（專利權）人: 上海電信設備三廠
• 主分類號: H04J3/00
• 分類號: H04J3/00;H04L5/22
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 馮曉明,黃淑蓉

本發明屬于電報和低速數據通信的一種傳輸設備，具體地說是涉及到把若干條電報和低速數據通路采用時間分割的方法在一條模擬話路或數字集合信道上進行多路復用的通信設備，即時分多路復用器系統。

時分多路復用器（Time????Division????Multiplex????system，下文中簡稱TDM系統）是國外60年代開始為了提高話路復用能力，提高報路質量，適應低速數據通信需要而逐步發展起來的一種較為理想的多路傳輸設備，也是現代和未來低速數據通信不可缺少的多路傳輸設備。采用傳統的頻分制設備，如16路、24路音頻載報機，則在一條話路上最多只能傳輸24路50波特電報通路，并且要開通300波特較高速率的通路或改變、組合各種速率時將會相當困難。而300波特通路對于現代數據傳輸是相當普通和重要的。而時分制設備與頻分制設備相比，具有容量大，傳輸速率高，適應性強等優點，并且由于內部控制和信號處理均數字化，摒棄了復雜的電感、電容等頻率元件，不僅宜于生產，性能穩定，而且增加了功能。由于TDM系統是依賴于復雜的邏輯控制和數字信號處理技術工作的，所以只能在微電子工業充分發展的時代才得以實現。我國從70年代開始引進國外時分制設備，特別是近幾年隨著我國電報通信事業的飛速發展，TDM復用器逐步取代頻分制載報機已成為必然的趨勢，所以研制和開發新穎的TDM系統也成為十分迫切的課題。

參見圖1，這是TDM系統的邏輯結構框圖。由于電平轉換[1]和電源部分[2]都有成熟的電路，一般的調制調解器[3]也有專門的產品生產，所以對于一個TDM系統來說，設計的主要對象是控制部分[2]。控制部分[2]實際上就是一個數字信號的處理系統，本系統在滿載時最多要同時開通46路電報或數據通路，因此系統的可靠性是一個相當重要的問題，如果系統癱瘓，將造成嚴重的通信阻塞事故。因此許多機種都采用主備二套完全一樣的控制部分，如果主機出故障，備機可以立刻啟用。但是這種方法使器件的利用率降低，設備元件增多，成本上升。

TDM系統設計中的另一個問題是要求數字處理系統的處理速度相當高。如果每一通路（50波特）的抽樣數為單位脈沖的100倍的話，則僅處理收發報接口所需的處理周期約為 1/(50Bd×100×46×2) ＝2.1μs，而每次抽樣如用一般通用計算機來完成起碼需要3～10條指令。因此，一般市場可買到的微機難以勝任這一工作。許多國內外的TDM系統采用了幾個CPU并行工作或高速的位片機及用集成電路設計成專用處理機等等辦法，其共同的特點是使用微機總線集中控制的設計思想，使用的元件（主要指集成片）的數目相當多，這對生產、使用、維護、診斷和工作可靠性都帶來許多問題。

近年來，隨著微處理機的運用和普及，大大完善了TDM系統的各種功能，使TDM系統具有相當的靈活性。例如，意大利FATME公司的ZATF46CD，荷蘭菲利蒲的3TR1600，美國通用數據通信工業公司的1223，DATABIT公司的4650，925，ITT瑞典子公司的SRT125，NEC公司的DATAX-TDM-R11，西德西門子公司的UEM302等等都在TDM的數字處理系統中不同程度地采用了微處理機技術。但是上述數字系統都是采用集中式的微機控制方式。就國內情況而言，南京通信設備廠自行設計的BZS01型TDM系統尚未使用微機控制，北京郵電部數據研究所研制的TDM系統是國內唯一采用微機程控的，但也是集中控制的方式。

隨著計算機技術的發展，在現代通信技術中出現了分布控制網絡系統的概念，從而使得TDM系統中的控制部分較好地解決了上述問題。首先，在多微機分布控制系統中由若干個獨立的微機有機地協調工作，從而大大提高了處理能力，如果一個微機每秒鐘能執行400K條指令的話（T＝2.5μs），則十個微機便能同時處理4000K條指令（T＝0.25μs）。其次，由于組成系統的各個微機是獨立工作的，故不會由于某一部分的故障而引起整個系統的癱瘓（采用集中控制方式則往往由于總線被拖死而引起癱瘓）。故非群路部分原則上可無須備用，對于群路部分可以采用分級模塊備用的方式，與主備機相比，顯然大大節約了元器件，降低了成本。有效地提高了系統可靠性。

采用分布控制方式盡管會使用較多的CPU，但是，由于CPU在微機中所占的比價很小，因此不必擔心微機的成本上升;相反，隨著大規模集成電路制造技術的發展，其比價的趨勢將繼續下降，并且比用較多的外圍電路的微機系統的成本反而要低。